Mạng di động của Viettel có thể chia làm 4 lớp sau:
Lớp người dùng: Gồm thiết bị đầu cuối người dùng, thiết bị di động… Lớp truy nhập: Gồm các trạm BTS, BSC (2G), NodeB, RNC (3G).
Sơ đồ cấu trúc mạng di động Viettel được thể hiện sơ lược qua mô hình cấu trúcdạng lớp sau:
Hình 4.2 Mạng di động Viettel
Mạng truyền dẫn của Viettel được chia làm 4 lớp: Lớp trục quốc gia (National Backbone Layer). Lớp lõi hay còn gọi là lớp liên tỉnh (Core Layer).
Lớp hội tụ hay còn gọi là lớp nội tỉnh (Convergence Layer). Lớp truy nhập (Access Layer).
Mạng truyền dẫn là hạ tầng truyền tải thông tin cho các mạng viễn thông khác như: Mạng IP, A/P/F, Mobile… Nó cung cấp các đường kết nối từ BTS – BSC, NodeB – RNC, DSLAM – Site Router, giữa các core vùng về trung tâm, giữa các khu vực vớinhau…
4.1.4 Mạng Viettel Internet
Hình 4.4 Mạng Viettel Internet
Chức năng của các thành phần trong mạng Internet DSLAM: Tập trung dữ liệu của các thuê bao Site Router:
Tập trung lưu lượng từ lớp dưới và chuyển lên lớp trên. Định tuyến dữ liệu.
Router P: Dùng để chuyển mạch nhanh giữa các vùng, các khu vực; kết nối sangphần chuyển mạch gói của lớp Core di động.
BRAS: Dùng để quản lý địa chỉ, tính cước, điều khiển bảo mật…
4.1.5 Mạng Viettel PSTN
Hình 4.5 Mạng PSTN Viettel
Chức năng của các thành phần trong mạng PSTN DLU: Dùng để tập trung lưu lượng các thuê bao.
Host: Là một dạng tổng đài trung chuyển lưu lượng trong nội tỉnh.
4.1.6 Sơ đồ kết nối tổng thể mạng viễn thông Viettel theo cấu trúc phân lớp
Hình 4.6 Tổng thể mạng Viettel
4.1.7 Sự chuẩn bị của Viettel tỉnh Quảng Nam để phát triển từ hệ thống GSM lên
4G
Phát triển dịch vụ: Song song với việc giảm giá cước, cần phát triển các dịch vụ mới theo hướng đi lên thông tin di động thế hệ thứ tư như GPRS, EDGE…nhằm thu hút thuê bao và tiến gần đến sự tương thích với các hệ thống 4G. Sẽ xuất hiện những khó khăn lớn trong việc đồng thời giảm giá cước và phát triển dịch vụ, vì giá cước giảm sẽ làm giảm lợi nhuận tức thời của doanh nghiệp, dẫn đến cản trở sự phát triển các dịch vụ mới. Nhưng đây là hai vấn đề mà các nhà khai thác viễn thông cần phải thực hiện nếu muốn cạnh tranh hiệu quả trong bối cảnh mở cửa của thị trường viễn thông.
Quy hoạch mạng: Quy hoạch mạng hiện nay đang là một vấn đề cần quan tâm đối với các mạng di động. Khi mạng lưới phát triển càng lớn, sốlượng thuê bao càng tăng thì hiện tượng nhiễu giữa các lân cận cũng tăng tương ứng. Do đó vấn đề tối ưu hoá mạng thông tin di động trong quá trình phát triển đi lên thông tin di động thế hệ thứ ba là rất cần thiết.
thước hết phải phát triển các dịch vụcó tốc độ các và linh hoạt nhưATM… Đồng thời cũng phải tăng tốc độ cho các kết nối vào Internet vì mục đích chính của việc tăng tốc độ truyền dữ liệu cho thuê bao là tăng tốc độ thuy cập Internet. Mô hình phát triển của công nghệ di động từ 2G lên 4G:
Hình 4.7 Mô hình phát triển lên 4G từ hệ thống GSM
4.2 Thực tiễn tình hình khai thác mạng ở tỉnh Quảng Nam
4.2.1 Khái quát về tỉnh Quảng Nam
Quảng Nam có tọa độ địa lý từ 108026’16” đến 108044’04” độ kinh Đông, và từ 15023’38” đến 15038’43” độ vĩ Bắc. Phía bắc giáp thành phố Đà Nẵng và tỉnh Thừa Thiên Huế, phía nam giáp tỉnh Quảng Ngãi và tỉnh Kon Tum, phía đông giáp biển Đông, phía tây giáp tỉnh Sê Kông của nước Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào. Hiện nay Quảng Nam có hai thành phố trực thuộc tỉnh là Tam Kỳ và Hội An cùng 16 huyện trải rộng từ miền núi đến vùng đồng bằng và duyên hải. Trung tâm hành chính của tỉnh Quảng Nam đặt tại thành phố Tam Kỳ.
Quảng Nam có địa hình nghiêng dần từ tây sang đông, hình thành ba kiểu cảnh quan sinh thái rõ rệt là: kiểu núi cao ở phía tây, kiểu trung du ở giữa và dải đồng bằng ven biển ở phía đông. Vùng đồi núi chiếm 72% diện tích tự nhiên với nhiều ngọn núi cao trên 2.000m như: núi Lum Heo cao 2.045m, núi Tiên cao 2.032m (Phước Sơn), Hòn Tà Xiêu cao 2.053m (Tây Giang), núi Ngọc Niay cao 2.259m, Ngọc Kring cao 2.025m, núi Ngọc Linh cao 2.598m (nằm giữa ranh giới Quảng Nam và Kon Tum, là đỉnh núi cao nhất của dãy Trường Sơn). Ngoài ra, vùng ven biển phía đông sông Trường Giang là dải cồn cát chạy dài từ Điện Ngọc (Điện Bàn) đến Tam Quan (Núi Thành). Bề mặt địa hình bị chia cắt bởi sông Thu Bồn, sông Tam Kỳ và sông Trường Giang.
Quảng Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, chỉ có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. Nhiệt độ trung bình 25,4oC, mùa đông nhiệt độ vùng đồng bằng có thể xuống dưới 20oC. Độ ẩm trung bình trong không khí đạt 84%. Lượng mưa trung bình
bão, nên các cơn bão đổ bộ vào miền Trung thường gây ra lở đất, lũ quét ở các huyện trung du miền núi và gây ngập lũ ở các vùng ven sông của tỉnh.
Theo kết quả điều tra đến ngày 1.4.2009, tổng số dân trên địa bàn tỉnh Quảng Nam là 1.419.503 người, xếp thứ 19/63 tỉnh, thành trong cả nước và đứng thứ 4 ở khu vực miền Trung. Dân số nữ có 727.138 người (tỉ lệ 51.22%). Dân số phân bố không đồng đều và có sự khác biệt lớn theo vùng, theo mô hình thưa dần từ đông sang tây, phụ thuộc lớn vào địa hình. Tỉ lệ dân ở khu vực thành thị tăng 3.82% trong khi ở nông thôn dân giảm 2.87%.
Từnăm 1999 đến 2009, dân số tỉnh Quảng Nam tăng thêm 45.016 người. Qua 3 kỳ điều tra, dân số tăng bình quân năm giảm dần, từ 1.96% (1979 - 1989) còn 1.26% (1989 - 1999) và chỉ còn 0.33% (1999 - 2009). Được biết, tỉ lệ tăng dân số hằng năm ở khu vực miền Trung là 0.41%/năm, cảnước là 1.2%/năm.
4.2.2 Tình hình khai thác mạng của Viettel
Để đẩy mạnh phát triển thuê bao di động, kế hoạch đầu tiên lãnh đạo Chi nhánh Quảng Nam quyết tâm thực hiện là phát triển xây dựng và đưa vào sử dụng thêm nhiều trạm thu phát sóng (BTS). Nếu như đến cuối năm 2005, Viettel Quảng Nam mới chỉ đưa vào sử dụng 25 trạm BTS, thì đến hết tháng 12/2006 trên địa bàn Quảng Nam đã có 50 trạm BTS. Đặc biệt, việc đưa vào sử dụng trạm BTS đầu tiên tại Cù Lao Chàm (tháng 10/2006), Viettel Quảng Nam đã hoàn thành kế hoạch đề ra: đến hết năm 2006 trên toàn bộ địa bàn Quảng Nam từ vùng sâu, vùng xa đến hải đảo đều phủ sóng di động Viettel.
Song song với việc mở rộng phạm vi phủ sóng, Viettel Quảng Nam còn chú trọng đẩy mạnh phát triển kênh phân phối. Tháng 7/2006, trên địa bàn Quảng Nam mới chỉ có 1 cửa hàng duy nhất, thì đến tháng 8/2006 Viettel Quảng Nam đồng loạt khai trương thêm 6 cửa hàng. Đến nay, 7 cửa hàng chính thức tại Quảng Nam đã kinh doanh đa dịch vụ: điện thoại cố định, di động, Internet, bán máy điện thoại... Ngoài ra, Viettel Quảng Nam còn có 21 đại lý và trên 300 điểm bán...
Với những nỗ lực của Viettel Quảng Nam, đến tháng 9/2006 số thuê bao di động phát triển với tốc độ nhảy vọt. Năm 2005 mới chỉ có 8.200 thuê bao di động thì đến hết năm 2006 Viettel Quảng Nam đã phát triển lên tới 56.000 thuê bao di động, tăng
vọt. Tuy không cho biết cụ thể doanh thu, nhưng ông Sơn cho biết tháng 12/2006 Viettel Quảng Nam tăng tới 707% doanh thu so với kế hoạch đề ra.
Kế hoạch quảng cáo cũng được Viettel Quảng Nam chú trọng, đặc biệt đẩy mạnh công tác PR (public relation). Nếu như trước năm 2006, công tác PR tại Quảng Nam thường bị động, hoạt động theo sự chỉ đạo của Tổng công ty Viettel nên các chương trình như tài trợ, từ thiện, tổ chức sự kiện nhỏ lẻ thiếu tính chuyên nghiệp. Sang năm 2006, Viettel Quảng Nam thực hiện các hoạt động PR mang tính chuyên sâu, như: Tài trợ cho chương trình thời sự đài Phát thanh Truyền hình Quảng Nam trong một năm, đọc tin hoạt động Viettel trên các đài phát thanh huyện định kỳ hàng tháng... Công tác từ thiện cũng được đẩy mạnh, như: Tặng 156 sổ tiết kiệm trị giá 15 triệu đồng/sổ cho bà con xã Bình Minh, huyện Thăng Bình (địa bàn thiệt hại lớn nhất trong cơn bão số 1 năm 2006); Tài trợ xây dựng trường cấp 2 tại xã Bình Minh với kinh phí 1,5 tỉ đồng; Xây tổng cộng 27 nhà tình nghĩa cho các gia đình chính sách, gia đình có công với cách mạng và những gia đình bị đổ nhà cửa trong cơn bão số 6 năm 2006...
Về kế hoạch năm 2007, Viettel Quảng Nam quyết tâm xây dựng và đưa vào sử dụng thêm 30 trạm BTS, phát triển trên 60.000 thuê bao di động mới, mở 90% số huyện, thị có cửa hàng chính thức kinh doanh đa dịch vụ của Viettel...
4.3 Tiến trình triển khai lên 4G từ mạng 2,5G của viettel ở tỉnh Quảng Nam
Đểcó thể đưa ra được các bước phát triển theo mỗi giai đoạn, cần xem xét xu hướng phát triển mạng 3G trong tương lai. Phiên bản 3GPP R5 đã hướng tới việc phát triển một mạng toàn IP. Các bước chuyển đổi cho các nhà khai thác GSM ởnước ta hiện nay là triển khai mạng lõi dữliệu gói GPRS (IP) rồi mới đến WCDMA sẽlà phương án phù hợp nhất với một điều kiện duy nhất là mạng lõi IP của GPRS phải được sửdụng làm cơsởcho mạng lõi của mạng 3G WCDMA. Đểtiến lên 4G, có thểchia thành 5 giai đoạn. Giai đoạn đầu kết hợp GSM với GPRS, giai đoạn thứhai thiết lập mạng UMTS, giai đoạn ba chuyển sang mạng lõi cơsởIP, giai đoạn là mạng cơsởIP, và cuối cùng là triển khai mạng 4G. Các bước chi tiết được giới thiệu nhưsau:
4.3.1 Kết hợp GPRS vào mạng GSM
Thực chất vấn đề ở đây là chủyếu nhằm vào việc chuẩn bịmột mạng lõi IP cho 3G trong tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụdữliệu gói là GGSN và SGSN. GGSN được kết nối với mạng GSM đang có qua SGSN và PCU (Packet Control Unit). PCU được lắp đặt phía BSC với mục đích bổsung chức năng điều khiển gói cho BSC trong quá trình khai thác dịch vụGPRS.
Cấu trúc mạng GPRS được xây dựng trên nền của hệthống GSM hiện tại. Hệthống mạng truy cập của GSM được giữnguyên mà chỉcần nâng cấp phần mềm. CụthểBTS, BSC phải được nâng cấp phần mềm, MS phải có chức năng GPRS, HLR/VLR, AuC và EIR cũng cần được nâng cấp phần mềm đểquản lý dịch vụdữliệu. Phân hệmạng lõi được bổsung thêm phần chuyển mạch gói với hai nút chính: Nút hỗtrợdịch vụGPRS(SGSN) và nút hỗtrợcổng GPRS(GGSN). Bằng cách này, với nâng cấp không đáng kể, hệthống có thểcung cấp dịch vụdữliệu gói cho thuê bao di động rất thích hợp với các dịch vụdữliệu không đối xứng. Giai đoạn này chủyếu nhằm vào việc chuẩn bịmột mạng lõi IP cho 3G trong tương lai gần với hai nút mạng cho dịch vụdữliệu gói là GGSN và SGSN.
Chức năng định tuyến chính được thực hiện thực hiện thông qua các điểm hỗtrợ, bao gồm: GGSN và SGSN. Bên cạnh đó có một mạng backbone đểnối các điểm GGSN và SGSN với nhau, và một cổng biên giới đểkết nối với các mạng PLMN khác. Ngoài ra còn có server quản lý tên miền đểphục vụcho mục đích biên dịch địa chỉ.
Hình 4.9 Cấu trúc mạng GSM-GPRS
Đểtăng tốc độtrên giao diện vô tuyến, EDGE thay thếphương thức điều chếGMK của GSM (1bit/ symbol) bằng điều chế8-PSK, tương ứng với 3bit/symbol. Tốc độsymbol củamột kênh vật lý trong EDGE là 271 kbit/s, tức là 69,2 kbp/khe thời gian, gấp 3 lần so với tốc độ22,8 kbit/s /khe thời gian nếu dùng GSMK.
Bằng việc sửdụng lại cấu trúc của GPRS, EDGE có thểcung cấp dịch vụtruyền dữliệu gói với tốc độtừ11,2 kbit/s đến 69,2 kbit/s cho một khe thời gian. Ngoài ra, EDGE còn hỗtrợphương thức sửdụng nhiều khe thời gian đểtăng tốc độtruyền gói lên 554 kbit/s.
Việc triển khai EDGE trong các hệthống GSM đòi hỏi phải nâng cấp hạtầng vô tuyến, còn phần core network sẽkhông có nhiều thay đổi vì các node của GPRS, SGSN, GGSN đều ít nhiều độc lập với tốc độtruyền dữliệu. Đối với các giao thức truyền trong suốt, EDGE sẽthực hịên cơchếtương tích kết nối (lin adaptation) đểthay đổi các phương thức mã hoá và điều chếnhằm cung cấp các khe thời gian có chất lượng đáp ứng các yêu cầu vềtốc độbit và BER.
4.3.2 Triển khai mạng UMTS
Trong giai đoạn này, bên cạnh việc sửdụng các BTS GSM sẵn có, các trạm mới triển khai là các Node B (Node B Universal BTS), được kết nối với mạng di động qua các RNC (Radio Network Controler). Các RNC có thểnối trực tiếp với SGSN hoặc nối với MSC.
Lúc này MSC và SGSN được thay đổi cho mục đích thích ứng với mạng UMTS nên gọi là MSCu và SGSNu. Những thay đổi này là cần thiết đểtừng bước xoá bỏmạng GSM thếhệhai, phát triển lên mạng 3G. Các Node B là các trạm thu phát gốc chung
Trong giai đoạn này tiến hành triển khai thử nghiệm mạng 3G tại Tam Kỳ,Hội An và Quế Sơn. Dự kiến thời gian tiến hành thử nghiệm là từ tháng 10/2013 đến 12/2013.
4.3.3 Mạng lõi cơ sở IP
Trong giai đoạn này, Viettel Mobile sẽtập trung cho việc phát triển mạng lõi thông qua việc xây dựng một mạng lõi IP có tốc độcao, sửdụng những công nghệtiên tiến. Song song với quá trình này, Viettel Mobile sẽnâng cấp MSC Server, MGW. MGW sẽ được nâng cấp lên để đảm bảo có những tính năng:
Giao diện Gigabit Ethernet cho kết nối với mạng lõi IP.
Chức năng nén tín hiệu thoại GSM, có khảnăng chuyển đổi mã tín hiệu PCM sang IP và ngược lại.
Để đáp ứng việc phát triển thoại và dữliệu, Viettel Mobile tiến hành đồng thời việc nâng cấp MSC Server và MGW cùng với việc mởrộng dung lượng của chúng.
Giai đoạn này dựkiến được thực hiện từ tháng 9 năm 2013 với khảnăng đáp ứng được 1 triệu thuê bao GSM và 20.000 thuê bao 3G.
Hình 4.10 Mạng lõi cơ sở IP
4.3.4 Mạng cơ sở IP và triển khai mạng 3,5G
Trên cơsởmạng lõi IP và mạng 3G đã được xây dựng, Viettel Mobile sẽtập trung phát triển dịch vụ3G cung cấp cho khách hàng. Điều này được thực hiện thông qua việc phát triển lên IMS và 3,5G cho toàn mạng. Cấu trúc mạng IMS trên nền tảng IP
Đây là quá trình chuyển dịch mạng di động sang hướng IP trên cơsởmột nền tảng dịch vụIP linh động của IMS.
Đồng thời với các công nghệtiên tiến trong 3,5G cũng giải quyết được các vấn đề đối với mạng truy nhập vô tuyến. Với các công nghệHSDPA và HSUPA cho phép cải thiện đáng kểtốc độdữliệu tới người sửdụng. Đây là nền tảng và là bước chuẩn bịcho việc phát triển tiếp theo lên mạng 4G của Viettel Mobile. Mô hình cấu trúc mạng được thểhiện trên hình 4.12
Hình 4.11 Mô hình 3,5G Viettel Mobile
Các khía cạnh kỹthuật thực hiện trong nội dung HSDPA bao gồm: • Phát kênh chia sẻ
• Điều chếvà mã hóa thích ứng • Kỹthuật phát đa mã
• Yêu cầu lặp lại tự động nhanh HARQ.
Đểnâng cấp từcông nghệWCDMA lên HSDPA, thì cần phải thay đổi phần cứng và phần mềm của RNC, Node B (BS), và UE. Sựthay đổi chính đó là ởlớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC: Medium Access Control), Node B có thêm MAC-hs để điều khiển tài nguyên của kênh HS-DSCH. Node B cũng được cải tiến đểcó thểliên tục giám sát chất lượng tín hiệu nhờnhận được các bản tin vềchất lượng kênh hiện thời, cho phép kích hoạt giao thức HARQ từlớp vật lý, giúp cho các quá trình phát lại nhanh hơn. Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC-Medium Access Control) được đặt tại Node B, do đó cho phép truy nhập nhanh hơn tới các giá trị đo lường tuyến kết nối,
nhưhoạt động đa mã mởrộng, kênh HSDSCH hỗtrợtốc độdữliệu đỉnh từ120Kbps tới hơn 10 Mbps.
Hình 4.12 Thay đổi ở RNC và Node B
HSUPA sửdụng các kỹthuật, công nghệcủa HSDPA nhưng được áp dụng cho kênh đường lên.
4.3.5 Triển khai mạng 4G
Hình 4.13 Mô hình cấu trúc mạng 4G Viettel Mobile
Sau giai đoạn 4, thì mạng đã có dựa trên nền IP, có tốc độkhá cao. Tronggiai